DE60209131T2 - AUTOMATED SYSTEM FOR THE FILTRATION OF LIQUIDS AND FOR THE RECORDING AND RECORDING OF MEASUREMENT DATA - Google Patents
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-
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Description
I. GebietI. area
Im allgemeinen ist die vorliegende Erfindung auf ein Tangentialströmungs-Filtersystem gerichtet, und insbesondere auf ein automatisiertes Tangentialströmungs-Filtersystem für eine Trennprozessanalyse und -entwicklung.in the In general, the present invention is directed to a tangential flow filtration system and, more particularly, to an automated tangential flow filtration system for one Separation process analysis and development.
II. HintergrundII. Background
Die Filterung einer flüssigen Probe, um sie entweder durch Entfernen von teilchenförmigen oder molekularen Verunreinigungen zu reinigen oder um sie für eine Laboranalyse zu konzentrieren, ist eine gut entwickelte Technik. Tangentialströmungs-Filtersysteme sind für solche Anwendungen gut geeignet, da sie allgemein höhere Durchflüsse und höhere Durchsätze ermöglichen als entsprechende Dead-End-Membran-Filtersysteme.The Filtering a liquid Sample to remove them either by removing particulate or to clean up molecular contaminants or to use them for a laboratory analysis Focus is a well-developed technique. Tangential flow filtration systems are for Such applications are well suited as they generally have higher flows and higher throughputs enable as corresponding dead-end membrane filter systems.
So, wie er hier verwendet ist, bezieht sich der Begriff "Tangentialströmung" auf eine Strömung, die im wesentlichen parallel zu der Oberfläche eines Membranfilters ist, und ein "Tangentialströmungs-Filtersystem" bedeutet ein System, bei dem ein großer Teil der flüssigen Probe kontinuierlich in einer zu der Membranoberfläche im wesentlichen parallelen Richtung strömt, im Gegensatz zu einem viel kleineren Teil, der durch die Membran strömt.So, as used herein, the term "tangential flow" refers to a flow that is substantially parallel to the surface of a membrane filter, and a "tangential flow filtration system" means a system where a big one Part of the liquid Sample continuously in one to the membrane surface substantially flows parallel direction, unlike a much smaller part that passes through the membrane flows.
RU-C-2170606 offenbart ein Beispiel eines automatisierten Strömungsfiltersystems nach dem Stand der Technik.RU-C-2170606 discloses an example of an automated flow filtration system according to the State of the art.
Tangentialströmungs-Filtersysteme können entweder "mikroporöse", "Ultrafiltrations-" oder "Umkehrosmose"-Membranen anwenden, wobei die Differenzierung zwischen diesen, basierend auf der Porengröße und/oder einer auf der Größe basierenden Trennfähigkeit, im Stand der Technik gut eingeführt ist. Die Tangentialströmung von Flüssigkeit über die Oberfläche der Membran schwemmt kontinuierlich die Partikel oder Moleküle fort, welche die Membran von dem Teil des Fluidstroms zurückgehalten hat, der die Membran durchströmt hat, womit eine Konzentrationspolarisierung und/oder ein sog. "Fouling" verhindert wird, was zu einer verbesserten Leistung bei der Trennqualität und der Strömung führt.Tangential flow filtration systems can apply either "microporous", "ultrafiltration" or "reverse osmosis" membranes, with differentiation between them, based on pore size and / or size-based Separability, well established in the art is. The tangential flow from liquid over the surface the membrane continuously flours the particles or molecules away, which retain the membrane from the part of the fluid stream has, which flows through the membrane has, thus preventing concentration polarization and / or so-called "fouling", resulting in an improved performance in the separation quality and the flow leads.
In Anbetracht ihrer hervorragenden Rolle bei der Herstellung von Biopharmaka und anderen Arzneien sind bei der Beschleunigung der Entwicklung von auf Forschung konzentrierten, im Labormaßstab stattfindenden TFF-Prozessen zu kommerziellen, auf industrieller Ebene stattfindenden TFF-Prozessen viele Anstrengungen unternommen worden. Herkömmliche Verfahren einer TFF-Prozessentwicklung erfordern peinlich genaue, sich wiederholende Methodologien, die, wenn sie manuell durchgeführt werden, die Zeit eines Entwicklers aufbrauchen und oft Wochen oder Monate in Anspruch nehmen. Demgemäß besteht nun ein wachsendes Interesse an einer automatisierten Prozessentwicklungsvorrichtung, die ein Forscher einsetzen kann, um TFF-Prozesse im Labormaßstab zu gestalten und laufen zu lassen, und in deren Verlauf er automatisch Information sammelt und/oder verarbeitet, die zum "Heraufsetzen" ("scaling up") der grundlegenden Prozesse für einen Betrieb in industriellem Maßstab benötigt werden. Jüngste Anstrengungen in dieser Richtung können viele Formen annehmen.In Considering its excellent role in the production of biopharmaceuticals and other medicines are in speeding up development Research-focused, laboratory-scale TFF processes to commercial, industrial-scale TFF processes Many efforts have been made. Conventional methods of TFF process development require meticulous, repetitive methodologies that, if done manually become, spend the time of a developer and often weeks or Take months. Accordingly, there is now a growing interest on an automated process development device, the Researchers can use TFF processes on a laboratory scale design and run, and in the course of which he automatically Collects and / or processes information that is used to "scaling up" the basic Processes for one Operation on an industrial scale needed become. recent Efforts in this direction can take many forms.
Beispielsweise entschließen sich manche Forscher oft dazu, ihre eigenen Systeme zu entwerfen. Für diesen Zweck haben einige Forschungsinstitute große technische Abteilungen gestaltet, um ihre eigenen automatisierten Prozessentwicklungssysteme (APDS = Automatic Process Devoplopment Systems) zu gestalten. Die mit einem solchen Unternehmen verbundenen Kosten sind jedoch hoch. Nur von einigen wenigen Forschungsinstituten mit ausreichenden internen Ressourcen und mit Fachwissen kann erwartet werden, dass sie die Entwicklung von maßgeschneiderten APDS-Systemen unterstützen, womit der öffentliche Nutzen, der mit der durch die Prozessautomatisierung ermöglichten schnelleren Arznei- Entwicklungsfähigkeit verbunden ist, begrenzt ist.For example decide Many researchers often design their own systems. For this Purpose some research institutes have designed large technical departments, around their own automated process development systems (APDS = Automatic Process Devoplopment Systems). With However, costs associated with such a business are high. Just from a few research institutes with sufficient internal Resources and expertise can be expected to be the Development of customized Support APDS systems, with which the public Benefits that made possible with the through process automation faster drug viability connected is limited.
Obwohl sog. "Plumbing Jobs" eine Gemeinkosten-/Gewinnmarge-Alternative zu internen technischen Abteilungen darstellen, sind ihre Fähigkeiten derzeit auf vergleichsweise einfache Systeme beschränkt, obwohl einige Jobs immer ausgeklügelter hinsichtlich ihrer Steuersystemfähigkeit werden. Demgemäß steht nicht zu erwarten, dass der Einsatz von "Plumbing Jobs" sich vorteilhaft oder signifikant auf die APDS-Entwicklung und deren Einsatz auswirkt.Even though so-called "plumbing jobs" an overhead cost / profit margin alternative to internal technical departments are their abilities currently limited to comparatively simple systems, though some jobs more sophisticated in terms of their tax system capability become. Accordingly stands It is not to be expected that the use of "plumbing jobs" will be beneficial or significant APDS development and deployment.
Beim Aufbau eines automatisierten Tangentialströmungs-Filterprozess-Entwicklungssystems ist darauf hinzuweisen, dass Anwendungen mit der Filterung oder Ultrafilterung von Proben kleinen Volumens Schwierigkeiten bereiten, insbesondere wenn solche Proben eine erhebliche Menge an durch die Membran zurückzuhaltendem Material enthalten. Da bei diesen Anwendungen die beteiligten Volumen gering sind, müssen auch die hergestellten Vorrichtungen, welche die zum Filtern der Probe verwendeten Membranen enthalten, ebenfalls klein sein. Außerdem erfordern Pumpen und dazugehörige Leitungsverbindungen herkömmlicher Tangentialströmungssysteme ein erhöhtes Ansaugvolumen, das hinsichtlich des Gesamtvolumens einer zu filternden Probe erheblich sein kann. Obwohl es wünschenswert ist, Tangentialströmungstechniken für die Filterung kleiner Volumen einzusetzen, bleibt daher die Implementierung kleiner Volumen eine Herausforderung. Demgemäß wird die Filterung kleiner Probevolumen für gewöhnlich durch die Dead-End-Techniken bewerkstelligt.At the Construction of an automated tangential flow filtration process development system is to point out that applications with filtering or ultrafiltration of samples of small volume, in particular difficulties if such samples contain a significant amount of the membrane to be retained Material included. Because in these applications the volumes involved are low, need also the manufactured devices, which for filtering the Sample used membranes may also be small. Also require Pumps and associated Line connections conventional tangential flow an elevated one Intake volume, with respect to the total volume of a to be filtered Sample can be substantial. Although it is desirable to use tangential flow techniques for filtering Therefore, the implementation remains smaller Volume a challenge. Accordingly, the filtering becomes smaller Sample volume for usually accomplished through the dead-end techniques.
In Anbetracht der obigen Ausführungen besteht ein Bedarf, die Entwicklung und die Marktfähigkeit neuer Biopharmaka zu beschleunigen, während nach wie vor alle dazugehörigen Anforderungen hinsichtlich der Regelungen erfüllt werden müssen. Im einzelnen besteht ein besonders starkes Bedürfnis, die Probevolumenanforderungen, die zur Ausführung von auf TFF-basierenden Prozessentwicklungsstudien erforderlich sind, zu verringern, wodurch die Gesamtzeit und die Kosten der Arzneientwicklung ebenfalls entsprechend reduziert werden.In Considering the above statements there is a need, development and marketability of new ones To accelerate biopharmaceuticals while still all related Requirements with regard to the regulations must be met. in the particular, there is a particularly strong need to improve the sample volume requirements, to the execution required by TFF-based process development studies, reducing the total time and cost of drug development also be reduced accordingly.
Es besteht noch weiterer Bedarf.It there is still a need.
Beispielsweise besteht auch ein Bedarf, die Kosten und den Arbeitsaufwand, der mit der Bearbeitung von Daten verbunden ist, welche für auf TFF basierenden Entwicklungsstudien verwendet werden und aus diesen resultieren, zu verringern. Außerdem besteht ein Bedarf an einem, System für die Prozessentwicklung mit einer automatisierten Integritätstestfähigkeit und mit computergestützten Leitlinien für die TFF-Optimierung.For example there is also a need, the cost and the workload, the associated with the processing of data which is for on TFF based development studies are used and made from these result, decrease. Furthermore There is a need for a system for process development with a automated integrity testing capability and with computer-aided Guidelines for the TFF optimization.
Des weiteren besteht ein Bedarf, eine automatisierte Fähigkeit zur Durchführung einer Stapelverarbeitung der Zufuhr Rezirkulierung zu einem Hilfsreservoir bereitzustellen, wodurch die Stapelverarbeitungsfähigkeit des Systems erhöht wird, ohne die Größe des Reservoirs zu ändern, und wodurch eine Schleifenkonzentration verhindert wird. Darüberhinaus besteht ein Bedarf an der Bereitstellung eines automatisierten Tangentialströmungs-Filtersystems mit einer integrierten Kassettenhistorie und/oder einem auf einem Katalog und/oder einer Losnummer basierenden Spurverfolgung, das in der Lage ist, Nutzungsstunden und "Reinraum"-Zyklen aufzuzeichnen, und das schließlich verwendet werden kann, um einen Kassettenaustausch zu kennzeichnen oder zu triggern.Of Further, there is a need, an automated capability to carry out a batch processing of the supply recirculation to an auxiliary reservoir to provide the batch processing capability of the system increases will, without the size of the reservoir to change, and whereby a loop concentration is prevented. Furthermore There is a need to provide an automated tangential flow filtration system with an integrated cartridge history and / or one on one Catalog and / or lot number based tracking, the is able to record usage hours and "clean room" cycles, and that eventually used can be used to mark or change a cassette exchange trigger.
Zusätzlich besteht ein Bedarf an einem automatisierten Tangentialströmungs-Filtersystem mit einer modularen Gestaltung mit ausreichender Flexibilität, um spezifische Kundenkonfigurationen zu bewältigen, beispielsweise Kundenkonfigurationen, die von einem Basis-TFF-System bis zu einem vergleichsweise ausgeklügelteren "Hochleistungs"-TFF-System reichen.In addition exists a need for an automated tangential flow filtration system with a modular design with sufficient flexibility to specific Cope with customer configurations, for example Customer configurations ranging from a basic TFF system to one comparatively sophisticated "high performance" TFF system.
III. AbrissIII. demolition
Die vorliegende Erfindung stellt in einer derzeit bevorzugten Ausführungsform ein voll automatisiertes Membran-Tangentialströmungs-Filtersystem kleinen Volumens bereit, das in der Lage ist, 0,5 bis 5,0-Liter-Chargen einer Probeflüssigkeit auf weniger als 0,02 Liter zu konzentrieren und in dessen Verlauf Daten darüber zu sammeln und aufzuzeichnen. Der Prozess ist schnell, wirtschaftlich, genau und wiederholbar. Die gesammelten Daten sind für die Prozessentwicklung, die Qualifizierung und die Validierung von Nutzen. Allgemein umfasst das automatisierte Tangentialströmungs-Filtersystem einen Behälter, ein Tangentialströmungs-Filtermodul, ein elektronisches Datenverarbeitungsnetz und zusätzliche Pumpen, Ventilen, Leitungen und Sensoren. Die Systemkomponenten werden entsprechend gewisser vorbestimmter Parameter (wie sie in der detaillierten Erläuterung nachstehend dargelegt werden) ausgewählt und/oder maßgeschneidert und in einer noch nie da gewesenen Kombination zusammengesetzt, die unter anderem eine vergleichsweise geringe minimale Rezirkulationsvolumen-Anforderung bietet, insbesondere in Bezug auf die Filterbelastungskapazität des Systems.The The present invention provides in a presently preferred embodiment a fully automated membrane tangential flow filtration system small volume ready, which is capable of 0.5 to 5.0 liter batches a sample liquid to focus on less than 0.02 liters and in its course Data about it to collect and record. The process is fast, economical, accurate and repeatable. The data collected is for process development, the qualification and validation of benefits. General includes the automated tangential flow filtration system a container, a tangential flow filter module, an electronic data processing network and additional Pumps, valves, pipes and sensors. The system components be according to certain predetermined parameters (as in the detailed explanation set out below) are selected and / or tailored and put together in an unprecedented combination, which, inter alia, offers a comparatively low minimum recirculation volume requirement, especially with regard to the filter load capacity of the system.
Das System bewältigt die herkömmliche Membran-Trennprozessentwicklung sowie die jüngsten sogenannten "HPTFF"- und "C-Wand"-Prozessschemata mit Leichtigkeit. Die Vorteile sind im Gegensatz zur manuellen Ausführung dieser Aufgaben eine von der Bedienungsperson unabhängige Prozesskonsistenz, Prozessgeschwindigkeit und automatisierte Datenerfassung. Die Leistungsfähigkeit wird weiter verbessert, beispielsweise durch die Fähigkeit des Systems, unbeaufsichtigt über Nacht zu laufen.The System mastered the conventional one Membrane separation process development as well as the youngest so-called "HPTFF" and "C-wall" process schemes with ease. The advantages are in contrast to the manual execution of this Tasks a process consistency independent of the operator, process speed and automated data collection. The efficiency is further improved, for example, by the ability of the system, unattended over Night to run.
In Anbetracht der obigen Ausführungen ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisiertes Tangentialströmungs-Filtersystem zur Durchführung von Trennprozessen mit minimalen Probevolumen-Anforderungen und zum Erfassen bzw. Sammeln und Aufzeichnen von Daten hierüber bereitzustellen.In Considering the above statements It is a main object of the present invention to provide an automated Tangential flow filtration system to carry out of separation processes with minimal sample volume requirements and to provide for collecting or recording data thereon.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ein automatisiertes Tangentialströmungs-Filtersystem bereit, wie es in Anspruch 1 oder 2 definiert ist.Around to fulfill this task the present invention provides an automated tangential flow filtration system as defined in claim 1 or 2.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein selbsttragendes, voll integriertes, eigenständiges automatisiertes Tangentialströmungs-Filtersystem zum Durchführen von Trennprozessen mit minimalen Probevolumen-Anforderungen und zum Erfassen und Aufzeichnen von Daten hierüber bereitzustellen.One Another aspect of the present invention is a self-supporting, fully integrated, independent automated tangential flow filtration system to perform separation processes with minimal sample volume requirements and capture and capture of data about this provide.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, ein automatisiertes Fluid-Filtersystem bereitzustellen, das zur Durchführung von Fluidtrennvorgängen und zum Erfassen von Prozessdaten hierüber von Nutzen ist, wobei das System ein innovativ aufgebautes Reservoir anwendet, wobei das Reservoir zur Aufnahme einer Fluidprobe geeignet ist und einen Reservoireinlass und einen Reservoirauslass aufweist, und das Reservoir ein kontinuierliches Innenvolumen aufweist, das ein im wesentlichen zylindrisches stromaufwärtiges Gehäuse aufweist, welches sich zu einem stromabwärtigen Ende zu einer separaten Mischzone hin verjüngt (oder andernfalls im Innendurchmesser abzunehmen beginnt), wobei die Mischzone ein im wesentlichen fraktionsmäßig geringeres Volumen aufweist als das im wesentlichen zylindrische stromaufwärtige Gehäuse, der Reservoireinlass und -auslass sowie ein Prozessstromsensor, der in der Mischzone positioniert ist oder anderweitig aktiv ist.One Another aspect of the invention is an automated Fluid filter system to be used to carry out Fluid separation processes and useful for acquiring process data thereon, the System applies an innovative reservoir, the reservoir suitable for receiving a fluid sample and a reservoir inlet and a reservoir outlet, and the reservoir is continuous Internal volume having a substantially cylindrical upstream housing, which is to a downstream End tapered to a separate mixing zone (or otherwise inside diameter begins to decrease), wherein the mixing zone is a substantially fractionally lower Has volume than the substantially cylindrical upstream housing, the Reservoir inlet and outlet and a process flow sensor, the is positioned in the mixing zone or otherwise active.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein automatisiertes Tangentialströmungs-Filtersystem bereitzustellen, das aus modularen Funktionskomponenten zusammengebaut ist, die eine vergleichsweise Demontage, Neumontage und modulare Expansion ermöglichen.One Another aspect of the present invention is an automated Tangential flow filtration system to provide that assembled from modular functional components That is a comparatively disassembly, reassembly and modular Allow expansion.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Tangentialströmungs-Filtersystem bereitzustellen, das ein innovativer gestaltetes Reservoir aufweist, welches unter anderem eine multifunktionale Niedervolumen-Mischzone, eine wirbelreduzierende Sensoranordnung und dichte Sanitärdichtungsringe aufweist.One Another aspect of the present invention is to provide a tangential flow filtration system. which has an innovatively designed reservoir, which under Another is a multifunctional low volume mixing zone, a vortex reducing Has sensor arrangement and tight sanitary sealing rings.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein automatisiertes Tangentialströmungs-Filtersystem bereitzustellen, in dem Komponenten und strukturelle Konfigurationen enthalten sind, die für die Durchführung eines sogenannten "Reinraum"-System-Wartungsprozesses geeignet sind.One Another aspect of the present invention is an automated Tangential flow filtration system provide in which components and structural configurations are included for the implementation a so-called "clean room" system maintenance process are suitable.
Ein noch anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Tangentialströmungs-Filtersystem bereitzustellen, das als Teil eines fortgeschrittenen Größenbereichs vollautomatisierter Systeme eingesetzt werden kann, die skalierbare Lösungen zur Batch-Verarbeitung von Volumen von Millilitern bis Tausenden von Litern bietet.One Yet another aspect of the present invention is a Tangential flow filtration system as part of an advanced size range Fully automated systems can be deployed that are scalable solutions for batch processing volumes from milliliters to thousands of liters offers.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Tangentialströmungs-Filtersystem bereitzustellen mit der Fähigkeit, ein Batchvolumen einer Probeflüssigkeit auf ein Endvolumen unter 20 mm zu konzentrieren, indem beispielsweise eine "Pellicon XL50"-Tangentialströmungs-Filtermembranpatrone (erhältlich von Millipore Corporation, Bedford, Mass.) verwendet wird, wodurch ein System bereitgestellt wird, welches die Lücke zwischen Forschungslaboratorien und Pilotproduktionen schließt.One Another aspect of the present invention is to provide a tangential flow filtration system with the ability a batch volume of a sample liquid to concentrate to a final volume less than 20 mm, for example a "Pellicon XL50" tangential flow filter membrane cartridge (available by Millipore Corporation, Bedford, Mass.) a system is provided that bridges the gap between research laboratories and pilot productions closes.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein schlüsselfertiges System bereitzustellen, das einem Anwender alle herkömmlichen und fortgeschrittenen Tangentialströmungs-Filterwerkzeuge "in einer Box" bietet, und den Anwender dadurch in den Stand versetzt, im Vergleich zu nach Maß zusammengebauten oder gefertigten Anordnungen schneller "loszustarten".One Another aspect of the present invention is a turnkey System that provides a user with all conventional and advanced Tangentialströmungs filter tools "in a box" offers, and the It puts the user in the position, compared to tailor-made or made arrangements faster to "start".
Für ein besseres Verständnis der Art und der Aufgaben der Erfindung ist auf die folgende Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.For a better one understanding The nature and objects of the invention are to be understood from the following description in conjunction with the attached Refer to drawings.
IV. Kurzbeschreibung der ZeichnungenIV. Brief description of the drawings
Jede
der
Es zeigen:It demonstrate:
V. Detaillierte BeschreibungV. Detailed description
Bei der Optimierung von Tangentialströmungs-Filterprozessen (TFF = Tangential Flow Filtration) sind Forscher oft bestrebt, gewisse wichtige Elemente des Prozesses auszuwählen und festzulegen, beispielsweise Menbranelement-Eigenschaften, die Konfiguration, die Abfolge von Schritten und den zulässigen Bereich von Bedingungen. Bei der Entwicklung von Arzneimitteln sind diese anfänglichen Bestrebungen von Bedeutung, da der resultierende Endprozess beispielsweise durch Regelungen bzw. Bestimmungen eingeschränkt ist. Eine Unfähigkeit, Betriebsparameter und Bereiche infolge von zeitlichen Einschränkungen und/oder Laboreinschränkungen gründlich zu erforschen, kann die Erträge, die Reinheit, die Membran-Lebensdauer beeinträchtigen und schließlich einen kommerziellen Vertrieb des Produkts vereiteln.at Optimization of Tangential Flow Filtering Processes (TFF = Tangential Flow Filtration) researchers are often anxious to have certain important elements of the process and set, for example, menu element properties that Configuration, the sequence of steps and the allowable range of Conditions. In the development of drugs, these are initial ones Aspirations of importance, as the resulting end process, for example is restricted by regulations or provisions. An inability Operating parameters and areas due to time constraints and / or laboratory restrictions thoroughly to explore, the yields, the purity, affecting the membrane life and finally one thwart commercial distribution of the product.
Die vorliegende Erfindung stellt ein automatisiertes Tangentialströmungs-Filtersystem bereit, das in der Lage ist, Daten für eine vorausschätzbare Prozesserweiterung zu erzeugen. Das System ist so konfiguriert, dass es linear auf ein Produktionsgrößensystem erweiterbar ist, beispielsweise in Bezug auf ein Verhältnis einer Zufuhr-/Rezirkulationsströmung zu der Membranfläche für eine gegebene TFF-Membranvorrichtung, wie z.B. die Pellicon-Linie von TFF-Membranpatronen, die von Millipore Corporation, Bedford, Mass. erhältlich ist.The The present invention provides an automated tangential flow filtration system ready, which is able to provide data for an anticipated process extension to create. The system is configured to be linear on a production size system expandable, for example, in relation to a ratio of Supply / recirculation to the membrane surface for one given TFF membrane device, e.g. the Pellicon line of TFF membrane cartridges manufactured by Millipore Corporation, Bedford, Mass. available is.
Hinsichtlich seines allgemeinen Aufbau umfasst das automatisierte Tangentialströmungs-Filtersystem – das bis auf ein noch nie dagewesenes minimales zuverlässiges Rezirkulationsvolumen von etwa 20 mm betätigbar ist –, einen Behälter, ein Tangentialströmungs-Filtermodul und mehrere Leitungen, die zusammen mit dem Behälter und dem Tangentialströmungs-Filtermodul einen Fluidprozessstrom festlegen, durch den eine flüssige Probe geleitet werden kann, sowie mehrere Pumpen, Ventile und Sensoren, die entlang dem Fluidprozessstrom positioniert sind, um die flüssige Probe, wenn sie durchströmt, anzutreiben, zu regeln und Daten über sie zu erfassen, sowie ein elektronisches Datenverarbeitungsnetz, das Daten von den Pumpen, Ventilen und Sensoren und von einer externen Quelle (z.B. eine Benutzereingabe) empfangen, verarbeiten und aufzeichnen kann, und Signale an die Pumpen, Ventile und Sensoren übertragen kann, um deren Betrieb durchzuführen.Regarding its general design includes the automated tangential flow filtration system - that up an unprecedented minimum reliable recirculation volume of about 20 mm operable is - a container, a tangential flow filter module and a plurality of conduits communicating with the container and the tangential flow filter module define a fluid process stream through which a liquid sample and several pumps, valves and sensors, positioned along the fluid process stream to the liquid sample, when it flows through, to drive, regulate and collect data about them, as well as an electronic data processing network that collects data from the pumps, Valves and sensors and from an external source (e.g., a user input) receive, process and record, and signals to the Transfer pumps, valves and sensors can to carry out their operation.
Alle Produkt-Kontaktflächen des Systems sind vorzugsweise aus FDA-konformen und/oder nach USP-Klasse VI getesteten Materialien gefertigt. Ferner sollten das System und seine Komponenten mit allen üblicherweise verwendeten Lösemitteln für TFF und MPLC kompatibel sein. So sollten das System und die Komponenten beispielsweise mit 1 N NaOH (bei 50°C), 400 ppm NaOCl (bei 50°C), 1,1% Phosphorsäure, 1,8% Essigsäure, 2 M HCl, 2 M Harnsäure, "Triton-X" (ein nicht-ionisches Waschmittel, das durch Polymerisierung von Octylphenol mit Ethylenoxid erzeugt wird, erhältlich von Union Carbide Company, Danbury, Connecticut), "Tween" (ein Polysorbat), 30–50% Hexalenglykol, 30–50% Propylen-Glykol, 0,07 Polysorbat 20, 0,01–0,02 Polysorbat 80, 90% Ethanol, 90% Methanol, 90% Isoproprylalkohol, 25% Acetonnitril (W/V Wasser).All Product contact surfaces of the system are preferably FDA-compliant and / or USP-class VI tested materials. Furthermore, the system and its components with everyone usually used solvents for TFF and be compatible with MPLC. So should the system and the components for example with 1 N NaOH (at 50 ° C), 400 ppm NaOCl (at 50 ° C), 1.1% Phosphoric acid, 1.8% Acetic acid, 2M HCl, 2M uric acid, "Triton-X" (a non-ionic detergent, produced by polymerizing octylphenol with ethylene oxide will be available Union Carbide Company, Danbury, Conn.), "Tween" (a polysorbate), 30-50% Hexalene glycol, 30-50% Propylene glycol, 0.07 polysorbate 20, 0.01-0.02 polysorbate 80, 90% ethanol, 90% methanol, 90% isopropryl alcohol, 25% acetonitrile (w / v water).
Vorzugsweise sollte das System in der Lage sein, entweder in einem "Reinraum" oder "Kaltraum" zu arbeiten (z.B. durch Aufnahme eines Anti-Kondensations-Heizelements in das System).Preferably the system should be able to operate in either a "clean room" or "cold room" (e.g. by incorporating an anti-condensation heating element into the system).
Derzeit scheint es keine kategorische Begrenzung des Trennprozesses zu geben, auf den die vorliegende Erfindung angewandt werden kann. Die vorliegende Erfindung ist gut geeignet zur Anwendung in verschiedenen und mannigfaltigen industriellen Prozessen, die Prozessvolumen von 0,5 bis 2 Liter umfassen. Hinsichtlich von Viren kann die Erfindung beispielsweise zur Konzentrierung und/oder Reduzierung von Pharmaka in kleinen Losen verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann auch für die Konzentrierung, Diafilterung und/oder Rückgewinnung von Biomolekülen, das Ernten und/oder Entfernen von Zellen, und die Depyrogenierung von biomolekularen Lösungen eingesetzt werden.Currently there seems to be no categorical limitation of the separation process, to which the present invention can be applied. The present Invention is well suited for use in various and varied industrial applications Processes that include process volumes of 0.5 to 2 liters. Regarding of viruses, the invention may, for example, for concentration and / or Reduction of drugs to be used in small lots. The The present invention may also be used for concentration, diafiltration and / or recovery of biomolecules, harvesting and / or removing cells, and depyrogenation of biomolecular solutions be used.
A. Tank/BehälterA. Tank / container
Eine
der Hauptkomponenten des automatisierten Tangentialströmungs-Filtersystems
Wie
gezeigt ist, ist die Hauptkomponente des Tanks
Die
multifunktionale Tankabdeckung
In
einer in
Die
Bereitstellung einer Be-/Entlüftung
Die
anderen drei in der Tankabdeckung
Da
die Ausbreitung von Schall unter anderem durch die Temperatur des
Mediums, durch das er wandert, erfolgt, ist ein Umgebungstemperatur-Sensor
Sofern
sich Dampf in dem Reservoir
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mindestens einer der zur Erfassung, Übertragung und
Aufzeichnung von Prozessinformation verwendeten Sensoren innerhalb
der Bodenfläche
des Reservoirs positioniert (siehe Mischzone
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind mehrere Sensoren in dem Reservoir
Fachleute
werden jedoch erkennen, dass die Positionierung des magnetischen
Rührwerks
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
ist der pH-Messer
Die
Basis
Um
den internen Arbeitsvorgang der Mischzone visuell zu inspizieren,
ist der Tank
Vorzugsweise
hat das Reservoir
Vorzugsweise kann die Reservoir-Rührgeschwindigkeit auf eine konstante Geschwindigkeit eingestellt werden oder durch eine automatische Steuerfunktion in Relation zu dem Tankpegel angepasst bzw. eingestellt werden. Eine solche automatische Steuerung wirkt mit anderen Gestaltungsmerkmalen zusammen, um die Erzeugung eines Wirbels bei niedrigen Flüssigkeitspegeln zu vermeiden.Preferably can the reservoir stirring speed be set to a constant speed or through adapted an automatic control function in relation to the tank level or set. Such automatic control works with other design features to the generation of a Swirls at low liquid levels to avoid.
Es
ist zwar Probeflüssigkeit
beim Betrieb im Reservoir
B. Tangentialströmungs-FiltermodulB. tangential flow filter module
Wie
in
Repräsentative geeignete Membranfilter sind Ultrafiltrations-, mikroporöse, Nanofiltrations- oder Umkehrosmose-Filter, die aus Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polysulfon, Polyethersulfon, Polyarylsulfon, regenerierter Zellulose, Polyamid, Polypropylen, Polyethylen, Polytetrafluorethylen, Zelluloseacetat, Polyacrylonitril, Vinylcopolymer, Polyamiden (wie z.B. "Nylon 6" oder "Nylon 66"), Polycarbonat, PFA, Gemischen hiervon oder dergleichen gebildet sind. Geeignete Polymer-Dichtungszusammensetzungen sind solche, welche die gewünschte Dichtungskonfiguration innerhalb der Filtervorrichtung bereitstellen und die die Vorrichtung bildenden Elemente, wie z.B. die Membranen, Abstandsschichtöffnungen und Gehäuseelemente nicht erheblich beeinträchtigen. Außerdem sollte die Dichtungszusammensetzung sich während des Einsatzes der Vorrichtung nicht zersetzen oder eine erhebliche Quelle von extrahierbarem Stoff liefern. Repräsentative geeignete Dichtungszusammensetzungen sind thermoplastische Polymerzusammensetzungen, wie z.B. auf der Basis von Polypropylen, Polyethylen, PFA (Perfluoralkane), PVDF, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyarylsulfon, Polyamide, Polycarbonat, Acrylonitril, Butadien-Styrol (ABS), Polyester, Gemische hiervon, gefüllt oder ungefüllt, und dergleichen.Representative suitable membrane filters are ultrafiltration, microporous, nanofiltration or reverse osmosis filters made from polyvinylidene fluoride (PVDF), polysulfone, polyethersulfone, polyarylsulfone, raine cellulose, polyamide, polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, cellulose acetate, polyacrylonitrile, vinyl copolymer, polyamides (such as "nylon 6" or "nylon 66"), polycarbonate, PFA, mixtures thereof, or the like. Suitable polymer sealant compositions are those that provide the desired seal configuration within the filter device and do not significantly affect device-forming elements such as the membranes, spacer layer openings, and housing elements. Additionally, the sealant composition should not degrade during use of the device or provide a substantial source of extractable material. Representative sealant compositions include thermoplastic polymer compositions such as those based on polypropylene, polyethylene, PFA (perfluoroalkanes), PVDF, polysulfone, polyethersulfone, polyarylsulfone, polyamides, polycarbonate, acrylonitrile, butadiene-styrene (ABS), polyesters, blends thereof, or unfilled, and the like.
In
Das System ist mit einer Schnellverbindungs-Schnittstelle für Pellicon-XL-TFF-Geräte ausgestattet. Die Pellicon-Geräte sind auf industrielle Installationen von unbegrenzt großer Größe skalierbar, da Strömungskanal-Dimensionen und Membrantypen für alle Vorrichtungsgrößen identisch gehalten werden. Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung die Verwendung mehrerer Tangentialströmungs-Filtermodule bewältigen kann, um ihr maximales Rezirkulationsvolumen zu erhöhen. Obwohl eine Zunahme in dem gesamten minimalen Rezirkulationsvolumen sich aus der Verwendung zusätzlicher Module ergibt – d.h., eine Zunahme entsprechend der Summe der Innenvolumen jedes zusätzlichen Moduls –, wenn dies als Verhältnis ausgedrückt wird, welches die Anzahl von verwendeten Modulen berücksichtigt, sind die resultierenden berechneten Figuren in-line mit der völlig neuartigen Basislinie, die durch die vorliegende Erfindung erzielt wird.The System is equipped with a quick connect interface for Pellicon XL TFF units. The Pellicon devices are scalable to industrial installations of unlimited size, because of flow channel dimensions and membrane types for all Device sizes identical being held. It should be noted that the present invention can handle the use of multiple tangential flow filter modules, to increase their maximum recirculation volume. Although an increase in the total minimum recirculation volume is out of use additional Module yields - that is, an increase corresponding to the sum of the internal volumes of each additional one Module -, if this as a ratio is expressed which takes into account the number of modules used are the resulting ones calculated figures in-line with the completely novel baseline, which is achieved by the present invention.
In der Tabelle bezieht sich m2 auf die Membranflächenkapazität des Systems, basierend auf der Pumpenkapazität, ein "A"-Sieb ist eine Strömungskanal-Konfiguration, die für Anwendungen mit niedriger Viskosität und mit Verdünnung geeignet ist, ein "B"-Sieb ist eine Strömungskanal- Konfiguration, die für Anwendungen mit niedriger bis mittlerer Viskosität geeignet ist und ein "C"-Kanal ist eine Strömungskanal-Konfiguration, die für hohe Viskosität und hohe Produktkonzentrationen geeignet ist.In the table refers m 2 on the membrane area capacity of the system based on the pump capacity, an "A" sieve is a flow channel configuration suited for low viscosity applications and with dilution, a "B" sieve is a Flow channel configuration suitable for low to medium viscosity applications and a "C" channel is a flow channel configuration suitable for high viscosity and high product concentrations.
Eine typische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat bzw. ist
- (a) ein skalierbares Konzentrationsverhältnis, welches die Kapazität größerer Systeme erfüllt und die Fähigkeit, Lösungen bis auf ein Endvolumen von 20 ml mittels TFF-XL-Geräten mit 50 cm2 zu konzentrieren;
- (b) eine Druckfähigkeit bis 413,69 kPa (60 psi) bei 55°C;
- (c) eine Prozesstemperaturfähigkeit bis 55°C;
- (d) Systemgenauigkeit bis 2–3% des vollen Bereichs;
- (e) validierbar;
- (f) konform mit anwendbaren Standards des öffentlichen und/oder privaten Sektors und/oder mit Regelanforderungen.
- (a) a scalable concentration ratio that meets the capacity of larger systems and the ability to concentrate solutions down to a final volume of 20 ml using 50 cm 2 TFF-XL instruments;
- (b) printability up to 413.69 kPa (60 psi) at 55 ° C;
- (c) a process temperature capability up to 55 ° C;
- (d) system accuracy to 2-3% of full range;
- (e) validatable;
- (f) compliant with applicable public and / or private sector standards and / or regulatory requirements.
C. LeitungenC. lines
Wie
in dem automatisierten Tangentialströmungs-Filtersystem
Es
gibt keine spezielle Begrenzung hinsichtlich der Art der verwendeten
Leitung. Mögliche
Leitungstypen umfassen beispielsweise starre Rohre, flexible Rohrleitungen
und die Kanäle
und Durchgänge,
die in den anderen Komponenten des Systems
Obwohl
vorgesehen ist, dass die flüssige
Probe zwischen dem Reservoir
Bei
der in
D. VentileD. valves
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind mehrere Ventile entlang dem Fluidprozessstrom zum Regeln der Strömung der flüssigen Probe durch diesen positioniert. Im Betrieb hängt die Strömung der Flüssigkeit durch das Ventil davon ab, ob sich das Ventil in einem "offenen" oder "geschlossenen" Zustand befindet, oder in einigen Fällen in einem Zwischenzustand.According to the present Invention are multiple valves along the fluid process flow to Rules of the flow the liquid Sample positioned by this. In operation, the flow of liquid through the valve depends therefrom whether the valve is in an "open" or "closed" state, or in some cases in an intermediate state.
In
dem automatisierten Tangentialströmungs-Filtersystem
Unabhängig vom
Typ sollte jedes in der Praxis der vorliegenden Erfindung implementierte
Ventile hinsichtlich seiner Anordnung, seiner Struktur und seines
Betriebs im Hinblick auf die Minimierung oder bevorzugter auf die
Eliminierung sogenannter "Totraumvolumen" im System
Die
folgende Tabelle stellt den Typ (d.h., "Proportional" oder "Offen"/"Geschlossen") und die Basisfunktion
bestimmter in dem in
Alle
in der obigen Tabelle aufgeführten
Ventile sind mit elektrischen Aktuatoren für eine "Ein"-/"Aus"-Analogsteuerung
durch das Datenverbeitungsnetz des Systems
E. PumpenE. pumps
Gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung sind mehrere Pumpen entlang dem Fluidprozessstrom des Systems positioniert, um die Strömung der flüssigen Probe durch diese anzutreiben. Pumpen sind zwar bevorzugt, es können aber auch andere elektronisch steuerbare Mittel zum Antreiben einer flüssigen Probe durch den Fluidprozessstrom zur Anwendung in alternativen Ausführungsformen zur Verfügung gestellt werden.According to the practice In the present invention, multiple pumps are along the fluid process stream of the Systems positioned to the flow the liquid To drive a sample through this. Pumps are preferred, but they can also other electronically controllable means for driving a liquid sample through the fluid process stream for use in alternative embodiments to disposal be put.
Abgesehen
von solchen alternativen Ausführungsformen
werden in dem automatisierten TFF-System nach
Die
Hochdruckpumpen mit positiver Verdrängung (HPPD) arbeiten so, dass
die angetriebene Strömung
einer flüssigen
Probe sich bei Änderungen
im Staudruck nicht ändert.
In
Für bestimmte
biopharmazeutische Anwendungen, bei denen die gerade untersuchte
flüssige
Probe einen wesentlichen und signifikanten Proteingehalt aufweist,
gehört
es zur guten Praxis bei der vorliegenden Erfindung, diejenigen Kräfte und
Umstände,
die zu der unbeabsichtigen und unerwünschten Denaturierung der Proteine
führen
können
(d.h., dem Verlust der physikalischen Konformität mit dem Polypeptidaufbau
der Proteine) zu vermeiden oder abzumildern. Die beim Betrieb bestimmter
Pumpen oft erzeugten mechanischen Scherkräfte, insbesondere bei Gas-/Flüssigkeits-Grenzflächen (siehe
beispielsweise Blasenbildung) sind mit der Denaturierung von Proteinen
in Verbindung gebracht worden und sollten demgemäß bei der Auswahl, der Herstellung
und der Eingliederung der Pumpen
F. SensorenF. Sensors
Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind mehrere Sensoren entlang dem Fluidprozessstrom positioniert,
wobei jeder Sensor in der Lage ist, Daten hinsichtlich der in ihren
jeweiligen sensitiven Bereichen strömenden flüssigen Probe zu sammeln bzw.
zu erfassen. Die Arten wichtiger Daten sind die zu dem durchzuführenden
Tangentialströmungs-Filterprozess
gehörenden
und umfassen typischerweise die Temperatur, den pH, den Druck, die
Konzentration, die Strömungsrate,
die Leitfähigkeit
und dergleichen, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Beliebige
Detektoren, Sonden, Messgeräte
und ähnliche
Abfühl-
bzw. Abtastvorrichtungen, die in der Lage sind, solche Daten zu
erfassen, können
in den Ausführungsformen
des automatisierten Tangentialströmungs-Filtersystems eingesetzt
werden. Fachleute kennen Aufgabenstellungen und Verfahren, welche solche
Abfühlvorrichtungen
in das System eingliedern. Die Eingliederung umfasst unter anderem
die Herstellung einer Konnektivität mit dem Datenverarbeitungsnetz
Ungeachtet
der Variationsbreite wird eine bevorzugte Sammlung von Sensoren
in dem automatisierten TFF-System
G. Elektronisches DatenverarbeitungsnetzG. Electronic Data Processing Network
Das automatisierte Tangentialströmungs-Filtersystem der vorliegenden Erfindung ist mit einem elektronischen Datenverarbeitungsnetz zum Empfangen, zum Verarbeiten und zum Aufzeichnen von Daten, beispielsweise von den Pumpen, Ventilen und Sensoren des Systems sowie von einer externen Quelle (d.h., einer Anwendereingabe), und zum Übertragen von Signalen (oder von anderen elektronischen Befehlen) beispielsweise zu den Pumpen, Ventilen und Sensoren zur Durchführung von deren Arbeitsgängen versehen. Das Datenverarbeitungsnetz umfasst Schaltungsanordnungen, Verdrahtungen, eine Benutzerschnittstelle, Datenspeichermedien, mindestens eine CPU und andere elektronische Komponenten, die so angeordnet sind, dass sie eine elektronische Konnektivität und Steuerung der Systemkomponenten herstellen.The automated tangential flow filtration system The present invention is an electronic data processing network for receiving, processing and recording data, for example from the pumps, valves and sensors of the system as well as one external source (i.e., a user input), and for transmission of signals (or other electronic commands), for example to the pumps, valves and sensors to perform their operations. The data processing network includes circuitry, wirings, a user interface, data storage media, at least one CPU and other electronic components that are arranged that they have electronic connectivity and control of system components produce.
Wie
in
Bestimmte
spezifische Merkmale von und/oder Kommentare hinsichtlich des elektronischen
Datenverarbeitungsnetzes
Die
im Computer
Der
Computer
Die
Strom- und e-Kommunikationsstecker sind vorzugsweise von der Seite
der Systemeinheit her zugänglich,
beispielsweise mittels einer zurückversetzten
Box mit einer Abdeckung, um ein "Nema"-Rating einzuhalten.
Das System
Die System-Steuersoftware ist vorzugsweise zwischen bar und psi "vom Anwender schaltbar".The System control software is preferably "switchable by the user" between bar and psi.
Das elektronische Datenverarbeitungsnetz umfasst vorzugsweise eine "Common Control Platform" (CCP) (erhältlich von Millipore Corporation, Bedford, Massachusetts), wobei die CCP OPC-konform ist und es dem System ermöglicht, sich leicht mit anderen Steuerplattformen ohne maßgeschneiderte Programmierung zu koppeln. Die CCP verbindet alle Arbeitsgänge in der biopharmazeutischen Reinigungsabfolge mit einem einzigen automatisierten Datenerfassungs- und Stapelverarbeitungssystem. Die Verwendung eines einzigen Steuersystems für alle Trennanforderungen verbessert die Zuverlässigkeit erheblich und reduziert die Kosten des Trainings von Bedienungspersonen und der Systemvalidierung.The electronic data processing network preferably comprises a "Common Control Platform" (CCP) (available from Millipore Corporation, Bedford, Massachusetts), where the CCPs are OPC compliant is and allows the system adapt easily to other control platforms without tailoring Pairing programming. The CCP connects all operations in the Biopharmaceutical cleaning sequence with a single automated Data Acquisition and Batch Processing System. The use of a single tax system for All separation requirements significantly improve reliability and reduce the cost of operator training and system validation.
Vorzugsweise ist der System-Anzeigebildschirm dazu vorgesehen, den aktuellen Prozessstand, wie z.B. die Ventilpositionen, die Pumpenparameter und den aktuellen aktiven Strömungsweg zu zeigen. Die gesamte Sensorinformation wird in Echtzeit sowohl in digitalen als auch in graphischen Formaten gezeigt. Änderungen an Betriebsparametern und eingestellten Punktwerten werden einfach durch Zugriff auf ein entsprechendes Pull-Down-Menü vorgenommen. Prozessalarme, der Verfahrensstand und Echtzeittrends werden separat unterhalb der Prozesssynopse angezeigt. Die Alarme bleiben aktiv, bis sie erkannt sind und ein Fehlerzustand behoben ist.Preferably the system display screen is intended to be the current one Process level, such as the valve positions, the pump parameters and the current active flow path to show. The entire sensor information will be in real time both shown in digital as well as in graphic formats. amendments on operating parameters and set scores become easy by accessing a corresponding pull-down menu. Process alarms, the process status and real-time trends are separated displayed below the process synopsis. The alarms remain active until they are detected and an error condition is resolved.
Vorzugsweise sollte die Geschwindigkeits-Leistungselastizität die Pumpe/des Motors einen Arbeitsbereich von 1 bis 20 übertreffen. Retentat- und Permeat-Strömungsmesser sind mit minimal leitendem Fluid voll funktionsfähig. Der übertragene Pegel ist bei WFI und bei Umrühren im Tank genau.Preferably should the speed / performance elasticity of the pump / Motors exceed a working range of 1 to 20. Retentate and permeate flowmeter are fully functional with minimally conductive fluid. The transmitted level is at WFI and with stirring in the tank exactly.
Vorzugsweise
ist das System
Vorzugsweise
wird Information eines Diffentialdrucks zwischen den Zufuhr- und
Retentatanschlüssen am
TFF-200-Modul durch das Datenverarbeitungsnetz
Vorzugsweise
ist eine analoge Pegelsteuerung vorgesehen, um im Zusammenwirken
mit dem elektronischen Datenverarbeitungsnetz eine konstante Volumen-Diafilterung
für einen
optimale Anwendung von Dialysat und für die hocheffiziente Entfernung
kleiner molekularer Spezies zu ermöglichen. Die Pegelsteuerung kann
auch dazu verwendet werden, eine Verarbeitung von Losen von Probeflüssigkeit
zu ermöglichen,
die größer sind
als die Volumenkapazität
des Reservoirs
Vorzugsweise
schlägt
das System
H. Funktionale SubmoduleH. Functional submodules
Die
Montage des automatisierten Tangentialströmungs-Filtersystems
In
Der
sogenannte Hochauflösungs-Tangentialströmungs-Filterprozess (HRTFF)
wird oft dazu verwendet, die Trennung von löslichen Proteinen, beispielsweise
aus in Suspension befindlichen Feststoffen, während der Klärung mit mikroporösen Membranen,
und von Viren während
der Virus-Diafilterung
mit Ultrafiltrationsmodulen zu verbessern. HRTFF wendet typischerweise
eine zweite Pumpe (z.B. Pumpe
Das
Ultraviolett-Absorptionsmodul
Der sogenannte Hochleistungs-Tangentialströmungs-Filterprozess (HPTFF) ist dargestellt worden, um bis zu tausendfache Reinigungsfaktoren von Proteingemischen zu ergeben, die ähnlich dimensionierte Spezies enthalten. Dies ist normalerweise bei herkömmlichen, auf Größenausschluss basierenden Membranprozessen nicht möglich. Die HPTFF-Technologie nutzt Unterschiede in der Größe und der Dicke der die Proteine umgebenden Ionenwolke. Diese Dicke kann durch Belasten des pH und der Ionenstärke der Lösung manipuliert werden. Beispielsweise kann Albumin, das ein Molekulargewicht von 64.000 kD hat, sich wie ein Molekül von 300.000 bis 400.000 kD in der richtigen Pufferumgebung verhalten. Weitere Details hinsichtlich der HPTFF-Technologie sind beispielsweise in R. van Reis et al., Biotech Bioengineering 56, 71–82, 1997; S. Saksema et al., Biotech Bioengineering 43, 960–968, 1994; R. van Reis et al., J. Membrane Sci. 129, 19–29, 1997; S. Nacao et al., Desalination 70, 191–205, 1988, US-Patent Nr. 5256294 im Namen von R. van Reis von 1993; und US-Patent Nr. 5490937 im Namen von R. van Reis von 1996 zu finden.The so-called high performance tangential flow filtration process (HPTFF) has been demonstrated to give up to 1000 times purification factors of protein mixtures containing similarly dimensioned species. This is usually not possible with conventional size exclusion based membrane processes. The HPTFF technology exploits differences in the size and thickness of the ion cloud surrounding the proteins. This thickness can ma by loading the pH and the ionic strength of the solution be nipulated. For example, albumin, which has a molecular weight of 64,000 kD, can behave as a molecule of 300,000 to 400,000 kD in the correct buffer environment. Further details regarding the HPTFF technology are, for example, in R. van Reis et al., Biotech Bioengineering 56, 71-82, 1997; S. Saksema et al., Biotech Bioengineering 43, 960-968, 1994; R. van Reis et al., J. Membrane Sci. 129, 19-29, 1997; S. Nacao et al., Desalination 70, 191-205, 1988, U.S. Patent No. 5,256,294 to R. van Reis of 1993; and U.S. Patent No. 5,490,937 to R. van Reis, 1996.
Das
automatisierte Tangentialströmungs-Filtersystem
Zusätzlich zu
optionalen Modulen
VI. BeispieleVI. Examples
Beispiel 1example 1
Ein automatisiertes Tangentialströmungs-Filtersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist gemäß den in der vorliegenden Tabelle dargelegten Parametern konfiguriert:One automated tangential flow filtration system according to the present Invention is according to the in configured in the table below:
Nach dieser Konfiguration kann das automatisierte Tangentialströmungs-Filtersystem einen guten, konsistenten Betrieb mittels vergleichsweise kleiner Probevolumen mit guter Datenerfassung liefern.To This configuration can be the automated tangential flow filtration system a good, consistent operation by means of comparatively small Deliver sample volumes with good data collection.
VII. Weitere AusführungsformenVII. Other Embodiments
Die vorliegende Erfindung wurde zwar mit Bezug auf gewisse spezielle Ausführungsformen derselben erläutert, Fachleute, welche den Vorteil der Lehren der hier dargelegten vorliegenden Erfindung genießen, können jedoch an dieser zahlreiche Modifikationen vornehmen.The While the present invention has been described with reference to certain specific embodiments same explained, Those skilled in the art having the benefit of the teachings of the present invention Can enjoy invention, however make numerous modifications to this.
Beispielsweise
können
alternative Ausführungsformen
die folgenden Aufbauten aufweisen, sind jedoch nicht auf diese beschränkt:
einen
Adapter-Verteiler, der beispielsweise ein Tangentialströmungs-Filtermodul
mit drei "Pellicon-XL"-Typ-TFF-Patronen mit
kollektiver Permeat-Rohrleitung betreiben kann,
ein Datenverarbeitungsnetz
mit einem erweiterten Batch-Aufzeichnungsmerkmal,
welches Datenfelder für eine TFF-Patronen-Losnummer
und Freigabedaten umfasst (z.B. Unversehrtheits- und Membranwasser-Flussdaten),
ein
Datenverarbeitungsnetz, bei dem das Mittel zum Empfang von Daten
von einer externen Quelle eine Datenlesevorrichtung ist oder aufweist,
um maschinenlesbare Daten zu lesen, die beispielsweise auf TFF-Patronenlabels
und/oder -packungen codiert sind, wobei die Datenlesevorrichtung
Magnetstreifenleser, Strichcode-Leser, optische Scanner und dergleichen
umfasst, und die maschinenlesbaren Daten digital codierte Information
umfasst, die auf Medien aufgezeichnet oder aufgedruckt ist, 2D-
und 3D-Strichcodes mit hoher und niedriger Dichte, optische Aufzeichnungsarten
und dergleichen umfasst,
ein Datenverarbeitungsnetz, das in
der Lage ist, zu der Systemwartung und -kalibrierung gehörige Information zu
erfassen, aufzuzeichnen und zu verarbeiten, wobei die Information
beispielsweise Komponenten umfasst, die eine Wartung und Kalibrierung
erfordern, Dienstleistungsdaten (historische und zukünftige),
Pumpenlaufzeit-Zählinformation
und sogenannte "Reinraum"-Zählinformation,
ein
funktionales Submodul zur Durchführung
von Selbst-Bewertungstests,
und in dessen Verlauf zum Erzeugen von OQ-Testdokumenten, wobei
eine Vergleichsanalyse von ursprünglich
in der Fabrik durchgeführten
Validierungs-Testergebnissen
und anschließenden
vom Anwender durchgeführten
Validierungs-Testergebnissen Information erbringen kann, die sich
auf die Systemleistung im Zeitverlauf bezieht, und
einen entsorgbaren
Rohrleitungsstrang.For example, alternative embodiments may include, but are not limited to, the following structures:
an adapter manifold capable of, for example, operating a tangential flow filtration module with three "Pellicon XL" type TFF cartridges with collective permeate tubing,
a data processing network having an extended batch recording feature comprising data fields for a TFF cartridge lot number and release data (eg, integrity and membrane water flow data),
a data processing network, wherein the means for receiving data from an external source is or comprises a data reading device for reading machine readable data encoded, for example, on TFF cartridge labels and / or packages, the data reading device being a magnetic stripe reader, barcode reader, optical scanners and the like, and the machine-readable data comprises digitally coded information recorded or printed on media, comprising high-density and low-density 2D and 3D bar codes, optical recording modes, and the like,
a data processing network capable of acquiring, recording and processing information related to the system maintenance and calibration, the information including, for example, components requiring maintenance and calibration, service data (historical and future), pump running time counting information and so-called "cleanroom" count information,
a functional sub-module for performing self-assessment tests, and in the course thereof, for generating OQ test documents, wherein comparison analysis of original factory validation test results and subsequent validation test results performed by the user may provide information related to system performance over time, and
a disposable pipeline string.
Diese und ähnliche Modifikationen sind so aufzufassen, dass sie in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt wird.These and similar Modifications are to be construed as being within the scope of protection of the present invention as set forth in the appended claims becomes.
Claims (9)
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